問題描述:
有人知道Red重組技術是什麽嗎？具體的操作步驟是如何的？
解析:
伴隨著分子生物學的發展,壹種基於λ噬菌體Red重組酶的同源重組系統已應用於大腸桿菌基因工程研究.Red重組系統由三種蛋白組成:Exo蛋白是壹種核酸外切酶,結合在雙鏈DNA的末端,從5'端向3'端降解DNA,產生3'突出端;Beta蛋白結合在單鏈DNA上,介導互補單鏈DNA退火;Gam蛋白可與RecBCD酶結合,抑制其降解外源DNA的活性.Red同源重組技術具有同源序列短(40～60 bp)、重組效率高的特點.這種技術可在DNA靶標分子的任意位點進行基因敲除、敲入、點突變等操作,無需使用限制性內切酶和連接酶.此外,這種新型重組技術可直接將目的基因克隆於載體上,目的基因既可來源於細菌人工染色體也可是基因組DNA.Red同源重組技術使難度較大的基因工程實驗順利進行,大大推動功能基因組研究的發展.
當今生物學與醫學科學中，最強大的工具之壹就是人工除去或補充DNA片段到生物體基因組中的能力。這個能力已幫助科學家了解了許多由於基因缺陷引起的問題，如今基因缺陷已與數千種疾病聯系在壹起。迄今這種增刪DNA的技術還只局限於小DNA片斷。但4年前，德國海德堡歐洲分子生物學實驗室的Francis Stewart和他的同事發明了壹種可以改造細菌中更長片段的DNA的新技術（-db.embl-heidelberg.de/jss/servlet/de.embl.bk.Tools.GroupLeftEMBL/ExternalInfo/stewart/ETcloning-textonly,）。現在德國生物技術大學工作的原歐洲分子生物學實驗室研究人員又用這壹個方法改造了壹個小鼠基因，使其產生壹系列復雜變化，目的是能對人類的白血病有更多了解。他們的研究結果發表在最新壹期的《自然生物技術》（Nature Biotechnology）上。
在過去的20年裏，研究人員已學會將細菌用作“復制機器”，復制提取自其它生物的DNA。這是生物技術壹次飛躍，因為大多數類型的研究都需要某壹分子的數十億拷貝用於研究。然而，這也存在壹個局限：研究人員需要精確改變DNA分子，而對於大分子而言，復制出這麽多拷貝極為困難。
Stewart和他的同事認為，細菌經過培訓，可以做得更好，因此他們借用了小鼠和酵母等生物使用的壹個修復斷裂DNA的策略。稱為重組酶的蛋白在細胞中循環，尋找序列熟悉的松散DNA片段。
“重組酶認定，這些片段已被錯誤地剪切出DNA，因而它們竭力將片段重新粘到基因組的正確位置上。”該研究的領導人Giuseppe Testa說。“有時這些重組酶有點勤奮過頭了，它們會將看上去完全正常的片段如研究人員導入到細胞中的壹個基因變異也重組到基因組中。”
這個過程稱為同源重組，它的運行有點象計算機程序中的“查找和替換”命令。想象壹下妳打了滿篇“Stephen Q. Gould”，然後突然發現中間的字母應該是“J”。計算機可以接受命令查找Stephen和Gould，然後替換二者之間的字母。同樣，重組酶也是先找到壹個目標靶左右可識別的DNA序列，然後用新序列替換左右可識別DNA之間的片段。
同源重組已知發生於細菌中，但不可能將其用於DNA改造，象酵母和小鼠幹細胞中的那樣。Stewart的研究小組決心找到壹個能夠完成此任務的細菌株。“我們盡可能訂購各種類型大腸桿菌（E. coli）株。”他說。“經過了5個月的工作，我們實驗室的博士後研究人員Youming Zhang終於找到了這樣壹個菌株。”
研究小組迅速識別出有關的細菌因子，將它們轉化為壹個新工具－－Red/ET重組，該技術現在正被全世界的生物學家采用。該技術是Stewart與它在歐洲分子生物學實驗室的同事創立的生物技術公司－－基因橋GmbH的壹個中流砥柱。該公司致力於開發這個技術突破的商業用途。
“我們壹直致力於對該技術進行改進，使其可以在越來越大的DNA片段中工作。”Testa說。“我們最新的計劃就是改造細菌的壹條全長染色體。我們構建了壹個復雜的大‘匣子’，現在我們已經將這個匣子插入到小鼠中，替代正常基因。”
研究人員選擇的基因叫做混合世襲白血病基因（mixed-lineage leukemia，Mll)，已知白血病兒童攜帶該基因的缺陷版本。研究希望通過插入該基因的人工版本到小鼠中能夠揭示Mll缺陷是如何導致白血病的。“這個基因的許多地方都可能發生故障。”Testa，“我們想構建壹個使我們能夠盡可能檢測到多方面問題的版本。”
插入到小鼠中的人工Mll基因允許研究人員進行各種實驗。它的遺傳序列中含有兩個與白血病有關的缺陷。這個匣子還含有允許每個缺陷在研究人員需要的任何時候被“打開”的控制開關；當然，它們也可以被關閉。“我們可以獨立研究每壹個突變，也可以觀察它們壹起時是怎樣活動的，還可以控制每壹個缺陷活動的時間。”Testa說。“這將使我們對多個基因缺陷之間的微妙關系有壹個新認識。”
許多疾病都是與某壹個基因突變有關；然而，疾病易感性往往還取決於其它序列變異，也就是我們所說的多態性。“Mll匣子大體上展示了研究興趣基因的壹個突變及其相關多態性的簡便方法。”Testa說。“這種制造小鼠模型的方法對於構建人類疾病易感性和生物體對藥物反應方式的可信模型將會越來越重要，我們認為我們的工作展示了建立這些模型的方法。”
這項新研究還預示著基因組工程新時代的來臨。“Mll匣子是首次展示我們可以如何操作大DNA分子。”Stewart說。“Red/ET重組增加了DNA的大小，使其可以輕松被改造十多次。”